Почему пластмасса может притягивать бумагу?

Иногда обычные предметы демонстрируют на первый взгляд сверхъестественные способности: пластмассовая палочка может притягивать бумагу, подобно тому как магнит притягивает железо или пенополистирол прилипает к одежде. За эти небольшие чудеса ответственно статическое электричество.

Статическое электричество образуется в результате взаимодействия электрически заряженных частиц — отрицательных электронов и положительных протонов атомов. Обычно тела находятся в электрически нейтральном состоянии, поскольку они состоят из равного количества равномерно распределенных отрицательных и положительных частиц. Однако, приобретая или теряя электроны, нейтральные тела могут становиться заряженными.

Тела заряжаются в результате трения (натирания), которое лишает некоторые вещества части их электронов, делая эти вещества положительно заряженными. Например, натирание пластмассовой палочки мехом передает электроны от меха к пластмассе. В итоге пластмасса приобретает отрицательный заряд, а мех — положительный. Если отрицательно заряженную пластмассу затем близко поднести к электрически нейтральным кусочкам бумаги, они начнут прилипать к пластмассе. «Волшебное» притягивание вызывается образованием отрицательного заряда в пластмассе.

Основное правило электричества

Фундаментальный закон электричества гласит, что противоположные по знаку заряды (+ -) притягивают, а одноименные (++ или --) — отталкивают друг друга. Величина сил притяжения и отталкивания зависит от расстояния: чем ближе заряженные тела друг к другу, тем больше соответствующая сила.

Бесконтактная электризация

Если отрицательно заряженный стержень держать рядом с нейтральным телом, заряд стержня переместит поверхностные электроны тела (голубые кубики со знаком «-») на его дальнюю сторону. Ближняя к стержню сторона те ла станет положительно заряженной (розовые кубики со знаком «+»).

Волшебство трения

Трение при натирании пластмассовой палочки мехом заставляет палочку приобретать электроны (-), создавая на ней отрицательный заряд. После этого палочка начнет притягивать к себе бумагу.

Определение знака заряда

Некоторые материалы содержат повышенное количество «свободных» электронов, которые могут свободно перемещаться между атомами (-). Другие материалы прочно привязывают свои электроны к положительно заряженным яд- рам (+). Когда два материала, такие, как пенополистирол и перья, трутся друг об друга, тот из них, который содержит больше свободных электронов (в данном случае перья), будет их терять и получит положительный заряд.